1. 關於酸雨
酸雨
有人認為酸雨是一場無聲無息的危機,而且是有史以來沖擊我們最嚴重的環境威脅,是一個看不見的敵人。這並非危言聳聽。
隨著工業化和能源消費增多,酸性排放物也日益增多,它們進入空氣中,經過一系列作用就形成了酸雨。
人們對酸性排放物已經有了控制,但仍然還有酸雨現象。大氣塵埃可能是造成酸雨問題的另一原因。
酸雨
PH值小於5.6的雨叫做酸雨。
酸雨的發現
近代工業革命,從蒸氣機開始,鍋爐燒煤,產生蒸汽,推動機器;而後火力電廠星羅齊布,燃煤數量日益猛增。遺憾地是,煤含雜質硫,約百分之一,在燃燒中將排放酸性氣體 SO2;燃燒產生的高溫尚能促使助燃的空氣發生部分化學變化,氧氣與氮氣化合,也排放酸性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷,溶解,雨成為了酸雨;這些酸性氣體成為雨水中雜質硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國科學家史密斯分析了倫頓市雨水成份,發現它呈酸性,且農村雨水中含碳酸銨,酸性不大;郊區雨水含硫酸銨,略呈酸性;市區雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽,呈酸性。於是史密斯首先在他的著作《空氣和降雨:化學氣候學的開端》中提出「酸雨」這一專有名詞。
什麼是酸雨?
簡單地說,酸雨就是酸性的雨。什麼是酸? 純水是中性的,沒有味道;檸檬水,橙汁有酸味,醋的酸味較大,它們都是弱酸;小蘇打水有略澀的鹼性,而苛性鈉水就澀澀的,鹼味較大,它們是鹼。科學家發現酸味大小與水溶液中氫離子濃度有關;而鹼味與水溶液中羥基離子濃度有關;然後建立了一個指標:氫離子濃度對數的負值,叫pH值。於是,純水的pH值為7;酸性越大,pH值越低;鹼性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近於7;當它為大氣中二氧化碳飽和時,略呈酸性,pH值為5.65。被大氣中存在的酸性氣體污染,pH值小於5.65的雨叫酸雨;pH值小於5.65的雪叫酸雪;在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,pH值小於5.65時叫酸霧。
什麽是酸雨率?
一年之內可降若干次雨, 有的是酸雨, 有的不是酸雨, 因此一般稱某地區的酸雨率為該地區酸雨次數除以降雨的總次數。其最低值為0%; 最高值為100%。如果有降雪, 當以降雨視之。
有時, 一個降雨過程可能持續幾天, 所以酸雨率應以一個降水全過程為單位, 即酸雨率為一年出現酸雨的降水過程次數除以全年降水過程的總次數。
除了年均降水pH值之外, 酸雨率是判別某地區是否為酸雨區的又一重要指標。
什麽是酸雨區?
某地收集到酸雨樣品, 還不能算是酸雨區, 因為一年可有數十場雨, 某場雨可能是酸雨, 某場雨可能不是酸雨, 所以要看年均值。目前我國定義酸雨區的科學標准尚在討論之中, 但一般認為: 年均降水pH值高於5.65, 酸雨率是0-20% , 為非酸雨區; pH值在5.30--5.60之間, 酸雨率是10--40% , 為輕酸雨區; pH值在5.00--5.30之間, 酸雨率是30-60%, 為中度酸雨區; pH值在4.70--5.00之間, 酸雨率是50-80%, 為較重酸雨區; pH值小於4.70, 酸雨率是70-100%, 為重酸雨區。這就是所謂的五級標准。其實, 北京, 西寧, 蘭州, 烏魯木齊等市也收集到幾場酸雨, 但年均pH值和酸雨率都在非酸雨區標准內, 故為非酸雨區。
酸雨的成因
酸雨的成因是一種復雜的大氣化學和大氣物理的現象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸,絕大部分是硫酸和硝酸。工業生產、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫,燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物,經過「雲內成雨過程」,即水氣凝結在硫酸根、硝酸根等凝結核上,發生液相氧化反應,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又經過「雲下沖刷過程」,即含酸雨滴在下降過程中不斷合並吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體,形成較大雨滴,最後降落在地面上,形成了酸雨。我國的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨的危害
硫和氮是營養元素。弱酸性降水可溶解地面中礦物質,供植物吸收。如酸度過高,pH值降到5.6以下時,就會產生嚴重危害。它可以直接使大片森林死亡,農作物枯萎;也會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定,淋洗與土壤離子結合的鈣、鎂、鉀等營養元素,使土壤貧瘠化;還可使湖泊、河流酸化,並溶解土壤和水體底泥中的重金屬進入水中,毒害魚類;加速建築物和文物古跡的腐蝕和風化過程;可能危及人體健康。
治理措施
控制酸雨的根本措施是減少二氧化硫和氮氧化物的排放。
酸雨、生物防治
世界觀察研究不久前發表的1994年全球趨勢報告《1994年生命特徵》中說:總的來看,地球的情況並不太好,在所有衡量地球健康狀況的指標中,我們僅成功地扭轉了一項指標的惡化—使臭氧層出現空洞的氟里昂的減少。碳排放量沒有減少,大氣污染日益嚴重。據統計,人類每年向大氣層排放SO2約1億噸,NO2約5000萬噸。全世界城市人口中有一半左右生活在SO2超標的大氣環境中,有10億人生活在顆粒物超標的環境中。大氣污染已成為隱蔽的殺手。而SO2則是罪魁禍首。最近,歐洲的26個國家和加拿大,在聯合國歐洲經濟委員會提出的一份新協議上簽了字,休證把本國SO2的排放量減少87%,美國也承諾到了2010年將SO2的排放量減少80%。歐洲國家和加拿大稱贊這項新協議是防治大氣污染的一個里程碑。 SO2不僅污染空氣、危害人類健康,而且是形成酸雨的主要物質。大氣中的SO2和NO2,在空氣在氧化劑的作用下溶解於雨水中。當雨水、凍雨、雪和雹等大氣降水的pH小於5.6時,即是酸雨。據美國有關部門測定,酸雨中硫酸佔60%,硝酸佔33%,鹽酸佔6%,其餘是碳酸和少量有機酸。
酸雨給地球生態環境和人類的社會經濟帶來嚴重的影響和破壞,酸雨使土壤酸化,降低土壤肥力,許多有毒物質被值物根系統吸收,毒害根系,殺死根毛,使植物不能從土壤中吸收水分和養分,抑制植物的生長發育。酸雨使河流、湖泊的水體酸化,抑制水生生物的生長和繁殖,甚至導致魚苗窒息死亡;酸雨還殺死水中的浮游生物,減少魚類食物來源,使水生生態系統紊亂;酸雨污染河流湖泊和地下水,直接或間接危害人體健康。酸雨通過對植物表面(葉、莖)的淋洗直接傷害或通過土壤的間接傷害,促使森林衰亡,酸雨還誘使病蟲害暴發,造成森林大片死亡。歐洲每年排出2200萬噸硫,毀滅了大片森林。我國四川、廣西等省區已有10多萬公頃森林瀕臨死亡。酸雨對金屬、石料、木料、水泥等建築材料有很經的腐蝕作用,世界已有許多古建築和石雕藝術品遭酸雨腐蝕破壞,如加拿大的議會大廈、我國的樂山大佛等。酸雨還直接危害電線、鐵軌、橋梁和房屋。
目前,世界上已形成了三大酸雨區,一是以德、法、英等國家為中心,涉及大半個歐洲的北歐酸雨區。二是50年代後期形成的包括美國和加拿大在內的北美酸雨區。這兩個酸雨區的總面積已達1000多萬平方千米,降水的pH小於5.0,有的甚至小於4.0。我國在70年代中期開始形成的覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區,面積為200萬平方千米的酸雨區是世界第三大酸雨區。我國酸雨區面積雖小,但發展擴大之快,降水酸化速率之高,在世界上是罕見的。由於大氣污染是不分國界的,所以酸雨是全球性的災害。
酸雨的危害已引起世界各國的普遍關注。聯合國多次召開國際會議討論酸雨問題。許多國家把控制酸雨列為重大科研項目。全世界已有40多個國家通過有關污染限制汽車排污。1993年在印度召開的"無害環境生物技術應用國際合作會議"上,專家們提出了利用生物技術預防、阻止和逆轉環境惡化,增強自然資源的持續發展和應用,保持環境完整性和生態平衡的措施。專家們認為:利用生物技術治理環境具有巨大的潛力。煤是當前最重要的能源之一,但煤中含有硫,燃燒時放出SO2等有害氣體。煤中的硫有無機硫和有機硫兩種。無機硫大部分以礦物質的形式存在,其中主要的是黃鐵礦(FeS2)。生物學家利用微生物脫硫,將2價鐵變成3價鐵,把單體硫變成硫酸,取得了很好效果。例如,日本中央電力研究所從土壤中分離出一種硫桿菌,它是一種鐵氧化細菌,能有效地去除煤中的無機硫。美國煤氣研究所篩選出一種新的微生物菌株,它能從煤中分離有機硫而不降低煤的質量。捷克篩選出的一種酸熱硫化桿菌,可脫除黃鐵礦中75%的硫。據1991年統計,捷克利用生物技術已平均脫去煤中無機硫的78.5%,有機硫的23.4%,目前,科學家已發現能脫去黃鐵礦中硫的微生物還有氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫桿菌等。日本財團法人電力中央研究所最近開發出的利用微生物膠硫的新技術,可除去70%的無機硫,還可減少60%的粉塵。這種技術原理簡單,設備價廉,特別適合無力購買昂貴脫硫設備的發展中國家使用。生物技術脫硫符合"源頭治理"和"清潔生產"的原則,因而是一種極有發展前途的治理方法,越來越受到世界各國的重視。
怎樣減少酸雨?
酸雨是我們當今面臨的、更為顯著的空氣質量問題之一。酸性物質以及導致形成酸性物質的化合物,是在燃燒礦物燃料來發電和提供運輸時生成的。這些物質主要是從硫氧化物和氮氧化物衍生而成的酸。這些化合物也有一些天然來源,例如雷電、火山、生物物料燃燒和微生物活動,但除了罕見的火山爆發外,這些天然來源同來自汽車、電廠和冶煉廠的排放氣相比,是相當小量的。
酸性雨水的影響在歐洲和美國東北部最明顯,而且被大力宣傳,但受威脅的地區還包括加拿大,也許還有加利福尼亞州塞拉地區、洛基山脈和中國。在某些地方,偶爾觀察到降下的雨水像醋那樣酸。酸雨影響的程度是一個爭論不休的主題。對湖泊和河流中水生物的危害是最初人們注意力的焦點,但現在已認識到,對建築物、橋梁和設備的危害是酸雨的另一些代價高昂的後果。污染空氣對人體健康的影響是最難以定量確定的。
受到最大危害的是那些緩沖能力很差的湖泊。當有天然鹼性緩沖劑存在時,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有機酸)就會被中和。然而,處於花崗岩(酸性)地層上的湖泊容易受到直接危害,因為雨水中的酸能溶解鋁和錳這些金屬離子。這能引起植物和藻類生長量的減少,而且在某些湖泊中,還會引起魚類種群的衰敗或消失。由這種污染形式引起的對植物的危害范圍,包括從對葉片的有害影響直到細根系的破壞。
在美國東北部地區,減少污染物的主要考慮對象是那些燃燒高含硫量的煤發電廠。能防止污染物排放的化學洗氣器是可能的補救辦法之一。化學洗氣器是一種用來處理廢氣、或溶解、或沉澱、或消除污染物的設備。催化劑能使固定源和移動源的氮氧化物排放量減少,又是化學在改善空氣質量方面能起作用的另一個實例。
用以減少酸雨的各種戰略對策,可能每年需要幾十億美元的投資。由於耗資如此巨大,所以,至關重要的是要很好地了解涉及污染物遷移、化學轉化和歸宿的大氣過程。
酸沉降包括兩部分,即「濕」降水(如雨和雪的形式)和干沉降(氣溶膠或氣態酸性化合物的形式沉降到諸如土壤顆粒、植物葉片等表面上)。以被沉降而告終的物質,往往以一種極其不同的化學形式進入大氣。例如,煤中的硫被氧化成二氧化硫,這是它從煙囪排出的氣態形式。隨著它在大氣中運動,便慢慢被氧化,並與水反應生成硫酸——這是它可能被沉降在下風向數百英里處的形式。
氮氧化物的生成、反應以及最終從大氣中脫除所經歷的路線也是非常復雜的。當氮氣和氧氣在發電廠、在民用爐灶和汽車發動機中的高溫下加熱時,生成一氧化氮(NO),再與氧化劑反應生成二氧化氮(NO2),最終生成硝酸(HNO3)。全球氮氧化物衡算——它們來自何方及它們去往何方的定量估計值仍然相當不確定。
可以容易地看到,在我們徹底了解各種不同化學形式的氮、硫和碳的生物地球化學循環以及這些化學物種的全球來源與歸宿之前,將難以滿懷信心地選擇空氣污染控制戰略。大氣化學和環境化學是實現一個更清潔、更有益健康的環境的核心。發展空氣中痕量化學物種的可靠測定方法、重要大氣反應的動力學、和發現可用以減少污染物排放的、新的、更有效的化學工藝,這些就是未來10年中必須受到國家承諾的目標。
酸雨的黑色幽默
泡菜
酸雨酸化了土壤以後,進一步也酸化了地下水。德國、波蘭和前捷克交界的黑三角地區(當地先以森林,後以森林被酸雨破壞而著名)的一位家庭主婦,在接待日本客人奉茶時說:"我們這個地區只有幾口井的井水可供飲用。我們自己也常開玩笑說,只要用井水泡蔬菜,就能夠做出很好的泡菜(酯腋菜)來。"
染發
酸化的地下水還腐蝕自來水管。瑞典南部馬克郡的西里那村,有一戶人家三個孩子的頭發都從金黃色變成了綠色。這就是使馬克郡出名的"綠頭發"事件。原因是他們把井中的汲水管由鋅管換成了銅管,而pH小於5.6的水對銅有較強的腐蝕性,產生銅綠。所以這戶人家的浴室和洗漱台都已被染成銅綠色。這種溶有銅或鋅離子的水還能使嬰幼兒發生原因不明的腹瀉。馬克郡的幼兒園發生過的集體"食物中毒"也是這個原因(大約半數的瑞典人都是把地下水作為飲用水源的)。英國的蘭克夏,水龍頭里曾放出含有因水管腐蝕而造成大量鐵銹的濁水。酸雨甚至使輸水管道因腐蝕而破裂。1985年聖誕節前4天,英國約克夏直徑1米的輸水管破裂,備用的也都不能使用,使20萬人一度處於斷水的恐慌之中。
慢車
波蘭的托卡維茲因酸雨腐蝕鐵軌,火車每小時開不到40公里,而且還顯得相當危險。
泰姬陵變色
大理石含鈣特多,因此最怕酸雨侵蝕。例如,有兩座高157米尖塔的著名德國科隆大教堂,石壁表面已腐蝕得凹凸不平,「酸筋」累累。通向人口處的天使和瑪麗亞石像剝蝕得已經難以恢復。其中的砂岩(更易腐蝕)石雕近15年間甚至腐蝕掉了10個厘米。已經進入《世界遺產名錄》的著名印度泰姬陵,由於大氣污染和酸雨的腐蝕,大理石失去光澤,乳白色逐漸泛黃,有的變成了銹色。
國子監遭殃
我國北京國子監街孔廟內的「進士題名碑林」(共198塊)距今已有700年歷史,上面共鎊刻了元、明、清三代51624名中第進土的姓名、籍貫和名次,是研究中國古代科舉考試制度的珍貴實物資料,已被列為國家級文物重點保護單位。近年來,許多石碑表面因大氣污染和酸雨出現了嚴重腐蝕剝落現象,具有珍貴歷史價值的石碑已變得面目皆非。據管理人員介紹,這些石碑主要是最近3年中損壞得比較厲害,所以第198塊進士題名碑距今雖只有不到百年的時間,但它的毀損程度也絲毫不亞於其他石碑。實際上,北京其他石質文物,例如,大鍾寺的鍾刻、故宮漢白玉欄桿和石刻,以及盧溝橋的石獅等,也都不同程度存在著腐蝕或剝落現象。
自由女神化妝
酸雨同樣也腐蝕金屬文物古跡。例如,著名的美國紐約港自由女神像,鋼筋混凝土外包的薄銅片因酸雨而變得疏鬆,一觸即掉(而在1932年檢查時還是完好的),因此不得不進行大修(已於1986年女神像建立100周年時修復完畢)。義大利威尼斯聖瑪麗教堂正面上部陽台上的四匹青銅馬曾被拿破崙掠到過巴黎,後來完壁歸趙。近來卻因酸雨損壞嚴重無法很好修復,只得移到室內,在原處用復製品代替。世界上類似情況還有許多。荷蘭中部尤特萊希特大寺院中,有一套組合音韻鍾,是在17世紀鑄造的名鍾。300年來人們一直十分喜歡聽它的聲音。可是近30年來鍾的音程出了毛病,音色也逐漸變得不洪亮。因為鍾是用80%的銅制的,由於敲鍾時反復震動銅銹逐漸剝落,酸雨腐蝕已經進入到鍾的內部。
酸雨襲擊南極
令人震驚的是,南極也觀測到了酸雨,而且是比較強的酸雨。例如,我國南極長城站1998年4月曾先後8次觀測到酸雨,其中最低pH值只有4.45。長城站的鐵質房屋和塔台被銹蝕得成層剝落,有的不得不進行更新。為了減緩腐蝕,每年要刷2-3次油漆。
洞穿珍貴彩色玻璃
在歐洲,鑲有中世紀古老彩色玻璃的教堂等建築超過10萬棟。這些彩色玻璃彌足珍貴,在第二次世界大戰中曾卸下來疏散開,多數安然無恙。可是卻和其他古建築一樣,不能躲過酸雨的侵襲。這些彩色玻璃逐漸失去神秘的光澤,變褐,有的甚至完全褪色。仔細觀察玻璃表面,有無數細小的洞。酸雨在小洞中繼續和鉀、鈉、鈣發生反應(鈣是中世紀生產的玻璃中才有的)。例如和鈣發生化學反應後生成石膏。酸雨從內部損害了玻璃。
書畫遭劫
帶有酸性的細小粉塵(干沉降)進入室內,在空氣相對濕度較大時,開始侵蝕圖書館中的古老藏書。紙張氧化成茶色,紙質變差以至毀損。大英圖書館20-30年代的藏書的皮封面也遭到硫酸侵害,好像浮著紅銹似地正在變色。壁畫情況也是如此。所幸80年代中後期開始,歐洲治理大氣污染加速,所有各種腐蝕和損害的速度又明顯緩和下來了。油畫腐蝕現象的恐怖症也在收藏家中間擴大開來。白色或透明結晶的粒子,不僅在畫的表面,而且在畫布的背後,像粉一樣的噴出。過一段時間,這些粒子還會深入油彩層,使含化學顏料的油漆全部損壞。而不暴露在空氣中的部位則沒有這種現象。可見污染大氣和乾性沉降的危害之大。
酸雨冰溜溜
建築物中出現「酸雨冰溜溜」,又是酸雨危害的一件「新事物」。混凝土因酸雨而溶解,然後在下滴過程中水分蒸發而硫酸鈣等固體成分留了下來,形成類似石灰岩溶洞中的「石鍾乳」。而下滴到地面上的硫酸鈣留下來則形成「石筍」。之所以叫「冰溜溜」,是因為這種「石鍾乳」很像冬季中從屋檐上流下來的冷水,在流動過程中逐漸結冰,形成下垂的「冰溜溜」。日本許多城市立交橋下和建築物中都有這種酸雨冰溜溜。它使建築物鬆散不牢固,甚至成為危險建築物。關於酸雨對建築物造成的損失,美國聯邦環保局1985年曾有一個估計,在17個州共造成的損失高達50億美元。主要原因是大樓損傷加速,塗料裝飾很快剝落和窗框腐蝕此外因旅遊減收帶來的損失也有20億美元。而我們中國的酸雨則是韓國和日本傳來的.
2. 小學科學 針對酸雨應採取哪些具體行動
1、 控制酸雨的方法有很多種方法。最主要是減少SO2和NOx的排放量。
2、 控制酸雨的經濟刺激措施的有:徵收SO2排污費,排污稅費、產品稅(包括燃料稅)、排放交易和一些經濟補助等。
3、 加強監督管理的措施中,理解清潔生產,可持續發展的概念。上述兩者概念都強調了過程管理。
4、 合理的工業布局、城市規劃有利於控制酸雨的發生。
5、 使用低硫煤、節約用煤、型煤固硫有利於防止酸雨的發。
6、 型煤固硫的概念。所謂型煤固硫,就是在型煤加工時加入固硫劑,煤在燃燒時不排出SO2,從而實現燃煤固硫,固硫率可達50%左右。
7、 增加無污染或少污染的能源比例會對減排SO2作出很大貢獻。
8、 控制汽車尾氣的方法有:制訂各類汽車的廢氣排放標准;大力發展公共交通;使用無鉛汽油;安裝尾氣凈化器及節能裝置;使用「綠色汽車」等。
9、 擴大綠化面積、公眾的積極參與有利於防治酸雨。
中小學生應該盡可能參予一些環保活動,其中包括酸雨。環保需要正確的公眾輿論。青少年參加環保宣傳, 出於童心稚語, 情真意切, 感染力強;形式也較
3. 檢驗降雨是否為酸雨的方法
(1)正常雨水因溶解了二氧化碳而使其pH為5.6,如果雨水中溶解了二氧化硫或氮氧化物,使雨水變成亞硫酸或硝酸溶液,亞硫酸不穩定易被氧氣氧化生成硫酸,硫酸和硝酸都是強酸,導致雨水的pH減小,小於5.6,所以可用測量PH的方法確定某次降雨是否為酸雨,
故答案為:可用測量溶液PH的方法;
(2)某酸雨樣品的pH=5,該樣品放置一段時間後,酸雨略有增大,其原因可能是因亞硫酸易被氧化生成硫酸,酸性增強,所以pH減小,發生的反應為2H 2 SO 3 +O 2 =2H 2 SO 4 或2SO 2 +2H 2 O+O 2 =2H 2 SO 4 ,
故答案為:2H 2 SO 3 +O 2 =2H 2 SO 4 或2SO 2 +2H 2 O+O 2 =2H 2 SO 4 .
4. 如何收集酸雨
收集方法:將塑料飲料瓶沿中上部剪下,有排水法收集。
測定方法:用pH試紙或者pH計測定。
簡單地說,酸雨就是酸性的雨。什麼是酸? 純水是中性的,沒有味道;檸檬水和醋有酸味,它們都是弱酸;小蘇打溶液和苛性鈉溶液,鹼味較大,它們是鹼。純水的pH值為7;酸性越大,pH值越低;鹼性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近於7;當它為大氣中二氧化碳飽和時,略呈酸性,pH值為5.65。被大氣中存在的酸性氣體污染,pH值小於5.65的雨水、凍雨、雪、雹、露等大氣降水,稱之為酸雨。
近代工業革命,從蒸氣機開始,鍋爐燒煤,產生蒸汽,推動機器;而後火力電廠星羅齊布,燃煤數量日益猛增。遺憾地是,煤含雜質硫,約百分之一,在燃燒中將排放酸性氣體 SO2;燃燒產生的高溫尚能促使助燃的空氣發生部分化學變化,氧氣與氮氣化合,也排放酸性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷,溶解,雨成為了酸雨;這些酸性氣體成為雨水中雜質硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國科學家史密斯分析了倫頓市雨水成份,發現它呈酸性,且農村雨水中含碳酸銨,酸性不大;郊區雨水含硫酸銨,略呈酸性;市區雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽,呈酸性。於是史密斯首先在他的著作《空氣和降雨:化學氣候學的開端》中提出「酸雨」這一專有名詞。
大量的環境監測資料表明,由於大氣層中的酸性物質增加,地球大部分地區上空的雲水正在變酸,如不加控制,酸雨區的面積將繼續擴大,給人類帶來的危害也將與日俱增。現已確認,大氣中的二氧化硫和二氣化氮是形成酸雨的主要物質。美國測定的酸雨成分中,硫酸佔60%,硝酸佔32%,鹽酸佔6%,其餘是碳酸和少量有機酸。大氣中的二氧化硫和二氧化氮主要來源於煤和石油的燃燒,它們在空氣中氧化劑的作用下形成溶解於雨水的各種酸。據統計,全球每年排放進大氣的二氧化硫約1億噸,二氧化氮的5000萬噸,所以,酸雨主要是人類生產活動和生活造成的。
對於如何收集雨水,應該採取「多地點,多角度,長期連續測定」的方法。不同的地方所處環境不同,例如,通風的好壞,人口密度,車輛多少等等,所以採集雨水樣品一定要找好具有代表性的不同的地方;另外從垂直分布來說, 地面層大氣顆粒物驟增,且顆粒物偏鹼性,所以不同高度雨水的酸度也是會有所不同的,綜上所述,採集雨水樣品可以多選擇幾個地方作為固定雨水收集站,並且根據實際的情況,盡可能的收集一些不同高度的樣品.收集雨水使用的容器一定禁止使用鐵製品,可以採用陶瓷製品。為了讓同學們有更深的認識,可以將採集的雨水每隔一個小時測一回,觀察PH值的變化,因為隨時間的延長水分蒸發增多,[H+]變大;另外其中中強酸H2SO3被氧化為強酸H2SO4。另外,只要有降雨,就要採集雨水樣品進行測定,才能說明問題。
5. 跪求關於酸雨的資料和探究方案
酸雨
PH值小於5.6的雨叫做酸雨。
酸雨的發現
近代工業革命,從蒸氣機開始,鍋爐燒煤,產生蒸汽,推動機器;而後火力電廠星羅齊布,燃煤數量日益猛增。遺憾地是,煤含雜質硫,約百分之一,在燃燒中將排放酸性氣體 SO2;燃燒產生的高溫尚能促使助燃的空氣發生部分化學變化,氧氣與氮氣化合,也排放酸性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷,溶解,雨成為了酸雨;這些酸性氣體成為雨水中雜質硫酸根、硝酸根和銨離子。1872年英國科學家史密斯分析了倫頓市雨水成份,發現它呈酸性,且農村雨水中含碳酸銨,酸性不大;郊區雨水含硫酸銨,略呈酸性;市區雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽,呈酸性。於是史密斯首先在他的著作《空氣和降雨:化學氣候學的開端》中提出「酸雨」這一專有名詞。
什麼是酸雨?
簡單地說,酸雨就是酸性的雨。什麼是酸? 純水是中性的,沒有味道;檸檬水,橙汁有酸味,醋的酸味較大,它們都是弱酸;小蘇打水有略澀的鹼性,而苛性鈉水就澀澀的,鹼味較大,它們是鹼。科學家發現酸味大小與水溶液中氫離子濃度有關;而鹼味與水溶液中羥基離子濃度有關;然後建立了一個指標:氫離子濃度對數的負值,叫pH值。於是,純水的pH值為7;酸性越大,pH值越低;鹼性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近於7;當它為大氣中二氧化碳飽和時,略呈酸性,pH值為5.65。被大氣中存在的酸性氣體污染,pH值小於5.65的雨叫酸雨;pH值小於5.65的雪叫酸雪;在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,pH值小於5.65時叫酸霧。
什麽是酸雨率?
一年之內可降若干次雨, 有的是酸雨, 有的不是酸雨, 因此一般稱某地區的酸雨率為該地區酸雨次數除以降雨的總次數。其最低值為0%; 最高值為100%。如果有降雪, 當以降雨視之。
有時, 一個降雨過程可能持續幾天, 所以酸雨率應以一個降水全過程為單位, 即酸雨率為一年出現酸雨的降水過程次數除以全年降水過程的總次數。
除了年均降水pH值之外, 酸雨率是判別某地區是否為酸雨區的又一重要指標。
什麽是酸雨區?
某地收集到酸雨樣品, 還不能算是酸雨區, 因為一年可有數十場雨, 某場雨可能是酸雨, 某場雨可能不是酸雨, 所以要看年均值。目前我國定義酸雨區的科學標准尚在討論之中, 但一般認為: 年均降水pH值高於5.65, 酸雨率是0-20% , 為非酸雨區; pH值在5.30--5.60之間, 酸雨率是10--40% , 為輕酸雨區; pH值在5.00--5.30之間, 酸雨率是30-60%, 為中度酸雨區; pH值在4.70--5.00之間, 酸雨率是50-80%, 為較重酸雨區; pH值小於4.70, 酸雨率是70-100%, 為重酸雨區。這就是所謂的五級標准。其實, 北京, 西寧, 蘭州, 烏魯木齊等市也收集到幾場酸雨, 但年均pH值和酸雨率都在非酸雨區標准內, 故為非酸雨區。
酸雨的成因
酸雨的成因是一種復雜的大氣化學和大氣物理的現象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸,絕大部分是硫酸和硝酸。工業生產、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫,燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物,經過「雲內成雨過程」,即水氣凝結在硫酸根、硝酸根等凝結核上,發生液相氧化反應,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又經過「雲下沖刷過程」,即含酸雨滴在下降過程中不斷合並吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體,形成較大雨滴,最後降落在地面上,形成了酸雨。我國的酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨的危害
硫和氮是營養元素。弱酸性降水可溶解地面中礦物質,供植物吸收。如酸度過高,pH值降到5.6以下時,就會產生嚴重危害。它可以直接使大片森林死亡,農作物枯萎;也會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定,淋洗與土壤離子結合的鈣、鎂、鉀等營養元素,使土壤貧瘠化;還可使湖泊、河流酸化,並溶解土壤和水體底泥中的重金屬進入水中,毒害魚類;加速建築物和文物古跡的腐蝕和風化過程;可能危及人體健康。
治理措施
控制酸雨的根本措施是減少二氧化硫和氮氧化物的排放。
酸雨、生物防治
世界觀察研究不久前發表的1994年全球趨勢報告《1994年生命特徵》中說:總的來看,地球的情況並不太好,在所有衡量地球健康狀況的指標中,我們僅成功地扭轉了一項指標的惡化—使臭氧層出現空洞的氟里昂的減少。碳排放量沒有減少,大氣污染日益嚴重。據統計,人類每年向大氣層排放SO2約1億噸,NO2約5000萬噸。全世界城市人口中有一半左右生活在SO2超標的大氣環境中,有10億人生活在顆粒物超標的環境中。大氣污染已成為隱蔽的殺手。而SO2則是罪魁禍首。最近,歐洲的26個國家和加拿大,在聯合國歐洲經濟委員會提出的一份新協議上簽了字,休證把本國SO2的排放量減少87%,美國也承諾到了2010年將SO2的排放量減少80%。歐洲國家和加拿大稱贊這項新協議是防治大氣污染的一個里程碑。 SO2不僅污染空氣、危害人類健康,而且是形成酸雨的主要物質。大氣中的SO2和NO2,在空氣在氧化劑的作用下溶解於雨水中。當雨水、凍雨、雪和雹等大氣降水的pH小於5.6時,即是酸雨。據美國有關部門測定,酸雨中硫酸佔60%,硝酸佔33%,鹽酸佔6%,其餘是碳酸和少量有機酸。
酸雨給地球生態環境和人類的社會經濟帶來嚴重的影響和破壞,酸雨使土壤酸化,降低土壤肥力,許多有毒物質被值物根系統吸收,毒害根系,殺死根毛,使植物不能從土壤中吸收水分和養分,抑制植物的生長發育。酸雨使河流、湖泊的水體酸化,抑制水生生物的生長和繁殖,甚至導致魚苗窒息死亡;酸雨還殺死水中的浮游生物,減少魚類食物來源,使水生生態系統紊亂;酸雨污染河流湖泊和地下水,直接或間接危害人體健康。酸雨通過對植物表面(葉、莖)的淋洗直接傷害或通過土壤的間接傷害,促使森林衰亡,酸雨還誘使病蟲害暴發,造成森林大片死亡。歐洲每年排出2200萬噸硫,毀滅了大片森林。我國四川、廣西等省區已有10多萬公頃森林瀕臨死亡。酸雨對金屬、石料、木料、水泥等建築材料有很經的腐蝕作用,世界已有許多古建築和石雕藝術品遭酸雨腐蝕破壞,如加拿大的議會大廈、我國的樂山大佛等。酸雨還直接危害電線、鐵軌、橋梁和房屋。
目前,世界上已形成了三大酸雨區,一是以德、法、英等國家為中心,涉及大半個歐洲的北歐酸雨區。二是50年代後期形成的包括美國和加拿大在內的北美酸雨區。這兩個酸雨區的總面積已達1000多萬平方千米,降水的pH小於5.0,有的甚至小於4.0。我國在70年代中期開始形成的覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區,面積為200萬平方千米的酸雨區是世界第三大酸雨區。我國酸雨區面積雖小,但發展擴大之快,降水酸化速率之高,在世界上是罕見的。由於大氣污染是不分國界的,所以酸雨是全球性的災害。
酸雨的危害已引起世界各國的普遍關注。聯合國多次召開國際會議討論酸雨問題。許多國家把控制酸雨列為重大科研項目。全世界已有40多個國家通過有關污染限制汽車排污。1993年在印度召開的"無害環境生物技術應用國際合作會議"上,專家們提出了利用生物技術預防、阻止和逆轉環境惡化,增強自然資源的持續發展和應用,保持環境完整性和生態平衡的措施。專家們認為:利用生物技術治理環境具有巨大的潛力。煤是當前最重要的能源之一,但煤中含有硫,燃燒時放出SO2等有害氣體。煤中的硫有無機硫和有機硫兩種。無機硫大部分以礦物質的形式存在,其中主要的是黃鐵礦(FeS2)。生物學家利用微生物脫硫,將2價鐵變成3價鐵,把單體硫變成硫酸,取得了很好效果。例如,日本中央電力研究所從土壤中分離出一種硫桿菌,它是一種鐵氧化細菌,能有效地去除煤中的無機硫。美國煤氣研究所篩選出一種新的微生物菌株,它能從煤中分離有機硫而不降低煤的質量。捷克篩選出的一種酸熱硫化桿菌,可脫除黃鐵礦中75%的硫。據1991年統計,捷克利用生物技術已平均脫去煤中無機硫的78.5%,有機硫的23.4%,目前,科學家已發現能脫去黃鐵礦中硫的微生物還有氧化亞鐵硫桿菌和氧化硫桿菌等。日本財團法人電力中央研究所最近開發出的利用微生物膠硫的新技術,可除去70%的無機硫,還可減少60%的粉塵。這種技術原理簡單,設備價廉,特別適合無力購買昂貴脫硫設備的發展中國家使用。生物技術脫硫符合"源頭治理"和"清潔生產"的原則,因而是一種極有發展前途的治理方法,越來越受到世界各國的重視。
怎樣減少酸雨?
酸雨是我們當今面臨的、更為顯著的空氣質量問題之一。酸性物質以及導致形成酸性物質的化合物,是在燃燒礦物燃料來發電和提供運輸時生成的。這些物質主要是從硫氧化物和氮氧化物衍生而成的酸。這些化合物也有一些天然來源,例如雷電、火山、生物物料燃燒和微生物活動,但除了罕見的火山爆發外,這些天然來源同來自汽車、電廠和冶煉廠的排放氣相比,是相當小量的。
酸性雨水的影響在歐洲和美國東北部最明顯,而且被大力宣傳,但受威脅的地區還包括加拿大,也許還有加利福尼亞州塞拉地區、洛基山脈和中國。在某些地方,偶而觀察到降下的雨水像醋那樣酸。酸雨影響的程度是一個爭論不休的主題。對湖泊和河流中水生物的危害是最初人們注意力的焦點,但現在已認識到,對建築物、橋梁和設備的危害是酸雨的另一些代價高昂的後果。污染空氣對人體健康的影響是最難以定量確定的。
受到最大危害的是那些緩沖能力很差的湖泊。當有天然鹼性緩沖劑存在時,酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有機酸)就會被中和。然而,處於花崗岩(酸性)地層上的湖泊容易受到直接危害,因為雨水中的酸能溶解鋁和錳這些金屬離子。這能引起植物和藻類生長量的減少,而且在某些湖泊中,還會引起魚類種群的衰敗或消失。由這種污染形式引起的對植物的危害范圍,包括從對葉片的有害影響直到細根系的破壞。
在美國東北部地區,減少污染物的主要考慮對象是那些燃燒高含硫量的煤發電廠。能防止污染物排放的化學洗氣器是可能的補救辦法之一。化學洗氣器是一種用來處理廢氣、或溶解、或沉澱、或消除污染物的設備。催化劑能使固定源和移動源的氮氧化物排放量減少,又是化學在改善空氣質量方面能起作用的另一個實例。
用以減少酸雨的各種戰略對策,可能每年需要幾十億美元的投資。由於耗資如此巨大,所以,至關重要的是要很好地了解涉及污染物遷移、化學轉化和歸宿的大氣過程。
酸沉降包括兩部分,即「濕」降水(如雨和雪的形式)和干沉降(氣溶膠或氣態酸性化合物的形式沉降到諸如土壤顆粒、植物葉片等表面上)。以被沉降而告終的物質,往往以一種極其不同的化學形式進入大氣。例如,煤中的硫被氧化成二氧化硫,這是它從煙囪排出的氣態形式。隨著它在大氣中運動,便慢慢被氧化,並與水反應生成硫酸——這是它可能被沉降在下風向數百英里處的形式。
氮氧化物的生成、反應以及最終從大氣中脫除所經歷的路線也是非常復雜的。當氮氣和氧氣在發電廠、在民用爐灶和汽車發動機中的高溫下加熱時,生成一氧化氮(NO),再與氧化劑反應生成二氧化氮(NO2),最終生成硝酸(HNO3)。全球氮氧化物衡算——它們來自何方及它們去往何方的定量估計值仍然相當不確定。
可以容易地看到,在我們徹底了解各種不同化學形式的氮、硫和碳的生物地球化學循環以及這些化學物種的全球來源與歸宿之前,將難以滿懷信心地選擇空氣污染控制戰略。大氣化學和環境化學是實現一個更清潔、更有益健康的環境的核心。發展空氣中痕量化學物種的可靠測定方法、重要大氣反應的動力學、和發現可用以減少污染物排放的、新的、更有效的化學工藝,這些就是未來10年中必須受到國家承諾的目標。
酸雨的黑色幽默
泡菜
酸雨酸化了土壤以後,進一步也酸化了地下水。德國、波蘭和前捷克交界的黑三角地區(當地先以森林,後以森林被酸雨破壞而著名)的一位家庭主婦,在接待日本客人奉茶時說:"我們這個地區只有幾口井的井水可供飲用。我們自己也常開玩笑說,只要用井水泡蔬菜,就能夠做出很好的泡菜(酯腋菜)來。"
染發
酸化的地下水還腐蝕自來水管。瑞典南部馬克郡的西里那村,有一戶人家三個孩子的頭發都從金黃色變成了綠色。這就是使馬克郡出名的"綠頭發"事件。原因是他們把井中的汲水管由鋅管換成了銅管,而pH小於5.6的水對銅有較強的腐蝕性,產生銅綠。所以這戶人家的浴室和洗漱台都已被染成銅綠色。這種溶有銅或鋅離子的水還能使嬰幼兒發生原因不明的腹瀉。馬克郡的幼兒園發生過的集體"食物中毒"也是這個原因(大約半數的瑞典人都是把地下水作為飲用水源的)。英國的蘭克夏,水龍頭里曾放出含有因水管腐蝕而造成大量鐵銹的濁水。酸雨甚至使輸水管道因腐蝕而破裂。1985年聖誕節前4天,英國約克夏直徑1米的輸水管破裂,備用的也都不能使用,使20萬人一度處於斷水的恐慌之中。
慢車
波蘭的托卡維茲因酸雨腐蝕鐵軌,火車每小時開不到40公里,而且還顯得相當危險。
泰姬陵變色
大理石含鈣特多,因此最怕酸雨侵蝕。例如,有兩座高157米尖塔的著名德國科隆大教堂,石壁表面已腐蝕得凹凸不平,「酸筋」累累。通向人口處的天使和瑪麗亞石像剝蝕得已經難以恢復。其中的砂岩(更易腐蝕)石雕近15年間甚至腐蝕掉了10個厘米。已經進入《世界遺產名錄》的著名印度泰姬陵,由於大氣污染和酸雨的腐蝕,大理石失去光澤,乳白色逐漸泛黃,有的變成了銹色。
國子監遭殃
我國北京國子監街孔廟內的「進士題名碑林」(共198塊)距今已有700年歷史,上面共鎊刻了元、明、清三代51624名中第進土的姓名、籍貫和名次,是研究中國古代科舉考試制度的珍貴實物資料,已被列為國家級文物重點保護單位。近年來,許多石碑表面因大氣污染和酸雨出現了嚴重腐蝕剝落現象,具有珍貴歷史價值的石碑已變得面目皆非。據管理人員介紹,這些石碑主要是最近3年中損壞得比較厲害,所以第198塊進士題名碑距今雖只有不到百年的時間,但它的毀損程度也絲毫不亞於其他石碑。實際上,北京其他石質文物,例如,大鍾寺的鍾刻、故宮漢白玉欄桿和石刻,以及盧溝橋的石獅等,也都不同程度存在著腐蝕或剝落現象。
自由女神化妝
酸雨同樣也腐蝕金屬文物古跡。例如,著名的美國紐約港自由女神像,鋼筋混凝土外包的薄銅片因酸雨而變得疏鬆,一觸即掉(而在1932年檢查時還是完好的),因此不得不進行大修(已於1986年女神像建立100周年時修復完畢)。義大利威尼斯聖瑪麗教堂正面上部陽台上的四匹青銅馬曾被拿破崙掠到過巴黎,後來完壁歸趙。近來卻因酸雨損壞嚴重無法很好修復,只得移到室內,在原處用復製品代替。世界上類似情況還有許多。荷蘭中部尤特萊希特大寺院中,有一套組合音韻鍾,是在17世紀鑄造的名鍾。300年來人們一直十分喜歡聽它的聲音。可是近30年來鍾的音程出了毛病,音色也逐漸變得不洪亮。因為鍾是用80%的銅制的,由於敲鍾時反復震動銅銹逐漸剝落,酸雨腐蝕已經進入到鍾的內部。
酸雨襲擊南極
令人震驚的是,南極也觀測到了酸雨,而且是比較強的酸雨。例如,我國南極長城站1998年4月曾先後8次觀測到酸雨,其中最低pH值只有4.45。長城站的鐵質房屋和塔台被銹蝕得成層剝落,有的不得不進行更新。為了減緩腐蝕,每年要刷2-3次油漆。
洞穿珍貴彩色玻璃
在歐洲,鑲有中世紀古老彩色玻璃的教堂等建築超過10萬棟。這些彩色玻璃彌足珍貴,在第二次世界大戰中曾卸下來疏散開,多數安然無恙。可是卻和其他古建築一樣,不能躲過酸雨的侵襲。這些彩色玻璃逐漸失去神秘的光澤,變褐,有的甚至完全褪色。仔細觀察玻璃表面,有無數細小的洞。酸雨在小洞中繼續和鉀、鈉、鈣發生反應(鈣是中世紀生產的玻璃中才有的)。例如和鈣發生化學反應後生成石膏。酸雨從內部損害了玻璃。
書畫遭劫
帶有酸性的細小粉塵(干沉降)進入室內,在空氣相對濕度較大時,開始侵蝕圖書館中的古老藏書。紙張氧化成茶色,紙質變差以至毀損。大英圖書館20-30年代的藏書的皮封面也遭到硫酸侵害,好像浮著紅銹似地正在變色。壁畫情況也是如此。所幸80年代中後期開始,歐洲治理大氣污染加速,所有各種腐蝕和損害的速度又明顯緩和下來了。油畫腐蝕現象的恐怖症也在收藏家中間擴大開來。白色或透明結晶的粒子,不僅在畫的表面,而且在畫布的背後,像粉一樣的噴出。過一段時間,這些粒子還會深入油彩層,使含化學顏料的油漆全部損壞。而不暴露在空氣中的部位則沒有這種現象。可見污染大氣和乾性沉降的危害之大。
酸雨冰溜溜
建築物中出現「酸雨冰溜溜」,又是酸雨危害的一件「新事物」。混凝土因酸雨而溶解,然後在下滴過程中水分蒸發而硫酸鈣等固體成分留了下來,形成類似石灰岩溶洞中的「石鍾乳」。而下滴到地面上的硫酸鈣留下來則形成「石筍」。之所以叫「冰溜溜」,是因為這種「石鍾乳」很像冬季中從屋檐上流下來的冷水,在流動過程中逐漸結冰,形成下垂的「冰溜溜」。日本許多城市立交橋下和建築物中都有這種酸雨冰溜溜。它使建築物鬆散不牢固,甚至成為危險建築物。關於酸雨對建築物造成的損失,美國聯邦環保局1985年曾有一個估計,在17個州共造成的損失高達50億美元。主要原因是大樓損傷加速,塗料裝飾很快剝落和窗框腐蝕此外因旅遊減收帶來的損失也有20億美元。
6. 檢驗該雨水是否為酸雨的方法是什麼
可以使用pH試紙在雨水中蘸一下,看試紙顏色的變化;或者在雨水中滴入幾滴甲基紅-亞甲基藍指示劑,看是否變紅,若變紅,則為酸性。對於酸性不強的雨水可以用pH計進行准確的判斷(這個最准確)。
7. 關於酸雨的防治
1、 控制酸雨的方法有很多種方法。最主要是減少SO2和NOx的排放量。
2、 控制酸雨的經濟刺激措施的有:徵收SO2排污費,排污稅費、產品稅(包括燃料稅)、排放交易和一些經濟補助等。
3、 加強監督管理的措施中,理解清潔生產,可持續發展的概念。上述兩者概念都強調了過程管理。
4、 合理的工業布局、城市規劃有利於控制酸雨的發生。
5、 使用低硫煤、節約用煤、型煤固硫有利於防止酸雨的發。
6、 型煤固硫的概念。所謂型煤固硫,就是在型煤加工時加入固硫劑,煤在燃燒時不排出SO2,從而實現燃煤固硫,固硫率可達50%左右。
7、 增加無污染或少污染的能源比例會對減排SO2作出很大貢獻。
8、 控制汽車尾氣的方法有:制訂各類汽車的廢氣排放標准;大力發展公共交通;使用無鉛汽油;安裝尾氣凈化器及節能裝置;使用「綠色汽車」等。
9、 擴大綠化面積、公眾的積極參與有利於防治酸雨。
10、酸雨控制區的概念。酸雨控制區是指為避免或減少酸雨的發生,國家有關部門經國務院批准劃定的,對能夠形成酸雨的污染物排放加以嚴格控制的一定區域。它要根據某一地區的氣象、地形、土壤等自然條件,在已經產生和可能產生酸雨的地區劃定。
控制酸雨的根本措施在於減少二氧化硫和氮氧化物的人為排放。目前的有效手段是使用干凈能源, 發展水力發電和核電站, 使用固硫的型煤, 使用鍋爐固硫、脫硫、除塵新技術, 發展內燃機代用燃料, 安裝機動車尾氣催化凈化器, 培植耐酸雨農作物和樹種等。主要防治措施有一下幾方面:
1減少SO2的排放:如原煤脫硫技術,可以除去燃煤中大約40%一60%的無機硫、優先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等、改進燃煤技術,減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量、對煤燃燒後形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。
2建立健全我國「雙控區」制度:1995年8月, 全國人大常委會通過了新修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》, 其中明確規定要在全國劃定酸雨控制區和二氧化硫污染控制區, 以求在雙控區內強化對酸雨和二氧化硫的污染控制。一方面, 這代表政府對酸雨控制的重視, 要付諸於行動;另一方面, 這也表達了控制酸雨的戰略: 不能鬍子眉毛一把抓, 要抓住重點, 抓住關鍵, 加大投入, 解決問題。(1)既根據地區環境容量,限制區域SO2的總排放量。開展區域SO2排放量控制研究,找出酸沉降控制優化方案。(2)酸雨控制區是指為避免或減少酸雨的發生,國家有關部門經國務院批准劃定的,對能夠形成酸雨的污染物排放加以嚴格控制的一定區域。它要根據某一地區的氣象、地形、土壤等自然條件,在已經產生和可能產生酸雨的地區劃定。劃定酸雨控制區,應當由國務院環境保護行政主管部門會同有關部門提出方案,報國務院批准。按照《大氣污染防治法》的規定,在酸雨控制區內排放二氧化硫的火電廠和其它大中型企業,屬於新建項目不能用低硫煤的,必須建設配套脫硫、除塵裝置,或者採取其它控制二氧化硫排放、除塵的措施。屬於已建企業不用低硫煤的應當採取控制二氧化硫排放、除塵的措施。
3改善交通環境,控制汽車尾氣:制訂各類汽車的廢氣排放標准,限制汽車行駛速度,盡快實施機動車定期淘汰制度、城市要著力發展公共交通,適當限制私人汽車數量,保證交通暢順,才能減少汽車尾氣的污染、大力推廣使用無鉛汽油,改進汽車發動機技術,安裝尾氣凈化器及節能裝置、呼籲使用「綠色汽車」,即用天然氣、氫氣、酒精、甲醇、電等清潔燃料作為汽車動力的汽車,可大大降低NOx的排放量。
4加強植樹栽花,擴大綠化面積植物具有調節氣候,保持水土,吸收有毒氣體等作用。因此,根據城市環境規劃,選擇種植一些較強吸收SO2和粉塵的如石榴、菊花、桑樹、銀杉等花草樹木,可以凈化空氣,美化城市環境,這也是防止酸雨的有效途徑。
5完善環境法規,加強監督管理: 制定嚴格的大氣環境質量標准,健全排污許可證制度,實施SO2排放總量控制、 經濟刺激措施。其手段有徵收SO2排污費,排污稅費、產品稅(包括燃料稅)、排放交易和一些經濟補助等,充分運用經濟手段促進大氣污染的治理、建立酸雨監測網路和SO2排放監測網路,以便及時了解酸雨和SO2污染動態,從而採取措施,控制污染、推行清潔生產,強化全程環境管理,走可持續發展道路。目前我國的環境管理制度、法規、政策和措施主要以達標為最終要求,在當今的社會經濟發展條件下顯然是不合適的。
6公眾參與: 環境保護需要環保工作者獻身。作為終身為之奮斗的事業, 我國許多科學工作者為了研究我國酸雨的形成規律, 貢獻了自己的全部精力。中小學生應該盡可能參予一些環保活動,其中包括酸雨。環保需要正確的公眾輿論。青少年參加環保宣傳, 出於童心稚語, 情真意切, 感染力強;形式也較為生動活潑, 容易為聽眾接受。可以辦畫展, 講故事, 發宣傳品, 建立環保標幟, 向社會提出環保倡議, 清理市容, 種樹養樹等等, 都有良好的社會效益。這些內容也應該成為青少年日常德育的一部分。
8. 探究酸雨對生物的影響用什麼實驗方法
材料:小麥幼苗,清水,酸雨(可用稀硫酸來代替),噴霧器
步驟1,將小麥幼苗平均分成甲乙兩組
2,分別向兩組噴灑清水和酸雨
3,觀察並記錄幼苗生長情況
9. 怎樣識別酸雨
簡單一點的就用pH廣泛試紙和pH精密試紙(3.8--5.6),
有條件的就用手持式酸度儀,它們用起來都很方便的。
最簡單的是用PH計和精密PH試紙測定,前一種相對准確一點,但是較麻煩,後一種很簡單,但是准確度比較差,如果有條件有直接測定酸雨成分的儀器,
1、pH值的測定
pH值測定是酸雨調查最重要的項目。常用的測定方法為pH玻璃電極法,用酸度計測定。清潔的降水一般被CO2飽和,pH值在5.6~5.7之間,降水的pH值小於該值時即為酸雨。
2、電導率的測定
電導率大體上與降水中所含的離子濃度成正比,測定降水的電導率能快速地推測降水中溶解物質總量。一般用電導率儀測定。
3、SO42-的測定
降水中的SO42-主要來自氣溶膠和顆粒物中可溶性硫酸鹽以及大氣中SO2經催化氧化形成的硫酸霧。該指標用於反映大氣被硫氧化物污染狀況。其測定方法有鉻酸鋇—二苯碳醯二肼分光光度法、硫酸鋇比濁法、離子色譜法等。我國的能源結構仍以煤為主要燃料,而煤含硫量較高,全國各地降水中陰離子含量幾乎均以SO42-為主。因此,我國酸雨污染一般屬於硫酸型的。
4、NO3-的測定
大氣中NO2和顆粒物中可溶性硝酸鹽進入降水中形成NO3-。該指標可反映大氣被氮氧化物污染狀況,也是導致降水pH值降低的因素之一。其測定方法有鎘柱還原—偶氮染料分光光度法、紫外分光光度法、離子色譜法等。不同國家和地區的酸雨中,所含的NO3-成份有很大差異。在我國酸雨中NO3-的含量遠遠低於歐美地區,這說明西方發達國家,酸雨由SO42-和NO3-共同形成,而且NO3-的貢獻更重要,主要是因為汽車尾氣排放出大量的NOx,造成嚴重的大氣污染。因此,歐美地區酸雨污染一般屬於硝酸型的。
5、Cl-的測定
Cl-是衡量大氣中HCl導致降水pH值降低的標志。其測定方法有硫氰酸汞—高鐵分光光度法、離子色譜法等。
6、NH4+的測定
大氣中的NH3進入降水中形成NH4+,它們能中和酸霧,對抑制酸雨是有利的。其測定方法常用鈉氏試劑分光光度法、次氯酸鈉—水楊酸分光光度法等。
7、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等離子的測定
降水中K+、Na+常用空氣—乙炔原子吸收分光光度法測定。Ca2+是降水中的主要陽離子之一,它對降水中酸性物質起著重要的中和作用。其測定方法有原子吸收分光光度法、絡合滴定法、偶氮氯膦Ⅲ分光光度法等。而Mg2+常用原子吸收分光光度法測定。
三、常用儀器
酸雨自動采樣器
酸度計
電導率儀
原子吸收分光光度計
離子色譜儀
分光光度計
裝一點樣品,在把pH試紙放在桌面上,用玻璃棒沾一點樣品,點到試紙上,若試紙變紅,就是酸雨
10. 酸雨的防治措施
防治措施
1.開發新能源,如氫能,太陽能,水能,潮汐能,地熱能等。
2.使用燃煤脫硫技術,減少二氧化硫排放。
3.工業生產排放氣體處理後再排放。
4.少開車,多乘坐公共交通工具出行。
5.使用天然氣等較清潔能源,少用煤
(10)觀測酸雨的幾種常用的方法擴展閱讀:
危害:
1,酸雨可導致土壤酸化。
土壤中含有大量鋁的氫氧化物,土壤酸化後,可加速土壤中含鋁的原生和次生礦物風化而釋放大量鋁離子,形成植物可吸收的形態鋁化合物。植物長期和過量的吸收鋁,會中毒,甚至死亡。
2,酸雨尚能加速土壤礦物質營養元素的流失;在酸雨的作用下,土壤中的營養元素鉀、鈉、鈣、鎂會流失出來,並隨著雨水被淋溶掉。
所以長期的酸雨會使土壤中大量的營養元素被淋失,造成土壤中營養元素的嚴重不足,從而使土壤變得貧瘠。改變土壤結構,導致土壤貧瘠化,影響植物正常發育。
此外,酸雨能使土壤中的鋁從穩定態中釋放出來,使活性鋁的增加而有機絡合態鋁減少。土壤中活性鋁的增加能嚴重地抑制林木的生長;
3,酸雨還能誘發植物病蟲害,使農作物大幅度減產,特別是小麥,在酸雨影響下,可減產 13% 至 34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,導致蛋白質含量和產量下降。
4,酸雨對森林的影響在很大程度上是通過對土壤的物理化學性質的惡化作用造成的。
5,酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖,降低酶活性,土壤中的固氮菌、細菌和放線菌均會明顯受到酸雨的抑制。
6,酸雨能使非金屬建築材料(混凝土、砂漿和灰砂磚)表面硬化水泥溶解,出現空洞和裂縫,導致強度降低,從而損壞建築物。建築材料變臟, 變黑, 影響城市市容質量和城市景觀, 被人們稱之為 「黑殼」效應。
7,酸雨危害是多方面的,包括對人體健康、生態系統和建築設施都有直接和潛在的危害。酸雨可使兒童免疫功能下降,慢性咽炎、支氣管哮喘發病率增加,同時可使老人眼部、呼吸道患病率增加。
參考資料:網路----酸雨